3.2.1.
Instalação experimental
Os ensaios efetuados para a elaboração desta dissertação foram realizados num canal de ondas do Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) e o modelo foi construído e explorado de acordo com a lei de semelhança de Froude, tendo sido utilizada a escala geométrica de 1:30. Esta escala foi selecionada de forma a garantir que:
Os principais aspetos da interação onda-estrutura (reflexão, dissipação e transmissão, especialmente por galgamento) eram bem reproduzidos no modelo;
Eram evitados efeitos de escala significativos, especialmente no que se refere à reprodução da rebentação e do escoamento nos mantos da estrutura;
As condições de ensaio definidas podiam ser reproduzidas na instalação de ensaio (canal) com os recursos disponíveis.
O canal apresenta, na sua totalidade, um comprimento de 49.4 m para uma largura constante de 1.6 m e altura de 1.2 m (Figura 3-5).
16
Foi reproduzida experimentalmente a secção transversal do quebra-mar Poente do Porto de Pesca de Albufeira (Figura 3-6), que se descreve na secção seguinte. Os fundos em frente à secção são constituídos por uma rampa de 13.96 m de comprimento e uma zona horizontal de 23.04 m. O declive é de 2.1% até ao início da estrutura. A distância entre o sopé do quebra-mar e do batedor (tipo pistão) é de 37.0 m. Foi considerado um nível de água constante de 0.51 m junto ao batedor, equivalente a 0.217 m no pé da estrutura, representando no protótipo um nível de maré de +3.5 m (ZH).
Figura 3-6. Representação esquemática do perfil longitudinal do canal com estrutura ensaiada, escala 1:30 (Neves et al., 2012)
3.2.2.
Estrutura ensaiada
A estrutura ensaiada representativa da secção do perfil transversal do quebra-mar Poente do Porto de Pesca de Albufeira (Figura 3-7), é a correspondente à secção descrita no ponto 3.1. Note-se que a porosidade do manto é considerada baixa devido ao elevado nível de arrumação dos blocos.
Figura 3-7. Perfil transversal da estrutura experimental finalizada
Para a construção do modelo experimental, e de acordo com as características do perfil que se pretende representar, foi utilizado enrocamento de diferente granulometria, sendo o de menor granulometria utilizado no núcleo, o de granulometria intermédia utilizado nos filtros e a de maior granulometria utilizado no manto resistente, tal como está representado
na
Figura 3-7.17
Na Figura 3-8 podemos observar a evolução da colocação do enrocamento do filtro frontal sobre o enrocamento do núcleo. Estão também representadas na imagem algumas das caixas protetoras das sondas no modelo. Estas caixas têm a função de separar e proteger as sondas no enrocamento do manto exterior e filtros frontais, de maneira a facilitar os registos da variação da superfície livre. A sua geometria foi definida de forma a reduzir o impacto das mesmas no escoamento e, consequentemente, no galgamento da estrutura. Além disso, relativamente à secção transversal do canal, a sua posição não coincide com a secção de medição do galgamento.Figura 3-8. Aspeto da construção do modelo e do enrocamento utilizado no núcleo e filtros do quebra- mar
3.2.3.
Medições efetuadas e instrumentação
Ao longo do canal foram instaladas 10 sondas resistivas para medir a elevação da superfície livre em 10 posições, tanto ao longo do canal como no interior do manto exterior e no coroamento (Figura 3-9
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).Figura 3-9. Posição das sondas ao longo do canal, perfil longitudinal (Neves et al., 2010) Na Tabela 1 estão indicadas as posições no canal das sondas de nível, G1/G2 a G11. A sonda G1 encontra-se à mesma distância que a sonda G2, mas num canal paralelo, livre de estrutura. A sonda G1 tem como finalidade verificar a qualidade da onda gerada pelo batedor, sem a interferência das ondas que retornam devido à reflexão na estrutura. A posição das sondas está definida tendo como referência o pé do talude (origem do referencial Oxz),
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. A sonda G2 encontra-se no início da rampa e tem também a função de controlar as ondas geradas pelo batedor, embora com influência da reflexão na estrutura. Através das sondas G3 a G7 obtiveram-se séries temporais da elevação da superfície livre a barlamar da estrutura. As sondas G8 a G10, que se encontram no interior do manto poroso da estrutura, têm como finalidade medir os níveis de água no manto poroso (Figura 3-7). A sonda G11 foi colocada numa zona impermeável, no18
passadiço, para medir o nível de água que galga o passadiço. Foi colocado um limnímetro para medição do nível de água numa caixa, com uma área conhecida, colocada no tardoz da estrutura, para permitir o cálculo do volume de água galgada. O caudal médio galgado por metro linear de estrutura é obtido dividindo o volume galgado pelo tempo de ensaio, igual a 60 s, e pela largura da secção de ensaio (0.3 m)
Tabela 1. Posição das sondas no canal tendo o pé da estrutura como referência
Sonda G1/G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9 G10 G11 Posição x
(m) -13.96 -3.79 -2.53 -2.04 -1.23 -0.06 0.30 0.57 0.75 0.87
Figura 3-10. Aspeto das sondas colocadas no interior do manto poroso, G8 a G10
3.2.4.
Condições de agitação e nível de maré
Na realização do trabalho experimental foram considerados ensaios sem e com estrutura e foram reproduzidas nos ensaios ondas regulares para um nível de maré de +3.5 m (ZH), com diferentes valores de altura de onda (H) e de período (T). Foram feitos dois grupos de ensaios (Tabela 2):
Para T=12 s (valor de protótipo), variou-se a altura de onda (3.5 m, 4.0 m, 4.5 m, 5.0 m e 5.5 m);
Para H=4 m (valor de protótipo), variou-se o período (10s, 12s e 14s).
Tabela 2. Condições de agitação dos ensaios realizados (valores de protótipo)
H (m)
T (s)
H (m)
T (s)
3.5
10
4.0
12
4.5
14
5.0
5.5
12
4.0
19
Os valores de altura de onda e período foram selecionados com base em estudos anteriormente efetuados pelo LNEC e pela Universidade do Algarve (Ferreira et al., 2013).Estas alturas de onda foram escolhidas para se obterem situações com e sem galgamento. Na Tabela 4 são apresentados os valores das condições de onda ensaiadas, quer à escala do protótipo, quer à escala do modelo físico.
Tabela 3. Valores de altura e período ensaiados, às escalas do protótipo e do modelo físico